孫 勝 利

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

·水利工程·

安徽金寨抽水蓄能電站進(jìn)廠交通洞設(shè)計(jì)

孫 勝 利

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

采用Slide軟件，對(duì)安徽金寨抽水蓄能電站進(jìn)廠交通洞邊坡穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算分析，介紹了邊坡的支護(hù)設(shè)計(jì)，洞身支護(hù)、排水、路面設(shè)計(jì)，施工過程中針對(duì)一些具體問題的調(diào)整，對(duì)類似工程有一定的參考價(jià)值。

進(jìn)廠交通洞,Slide,設(shè)計(jì),調(diào)整

1 概述

安徽金寨抽水蓄能電站裝機(jī)容量1 200 MW，電站樞紐由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房等建筑物組成。

進(jìn)廠交通洞是地面、地下交通運(yùn)輸及主廠房、主變洞、尾閘洞進(jìn)風(fēng)的主要通道之一，與5號(hào)、7號(hào)施工支洞、主變進(jìn)風(fēng)洞、中層排水廊道相通，施工期作為廠房中部開挖的施工通道，設(shè)計(jì)速度20 km/h。

2 洞口設(shè)計(jì)

2.1地質(zhì)條件

洞口位于兩溝之間的舌狀山梁，地面高程260 m～295 m。覆蓋層厚0.9 m～3.9 m，下覆基巖為混合片麻巖、二長(zhǎng)片麻巖。根據(jù)鉆孔揭示，全風(fēng)化下限埋深2.7 m～7.0 m，強(qiáng)風(fēng)化下限埋深3.7 m～7.5 m，弱風(fēng)化下限埋深約27.2 m。

斷層F314在洞口前緣穿過，寬0.8 m～1.0 m，對(duì)洞口邊坡無影響。

邊坡地質(zhì)平面見圖1。

2.2邊坡穩(wěn)定計(jì)算

2.2.1基本資料

采用Slide軟件計(jì)算。

各巖土層地質(zhì)參數(shù)見表1。

表1 巖土層地質(zhì)參數(shù)表

開挖坡比由下至上分別為1∶0.75(15 m高),1∶1.2(10 m高),1∶1.2至開口線，馬道寬均為3 m。

2.2.2計(jì)算模型

選取1—1,2—2剖面(如圖1所示)進(jìn)行計(jì)算。

地下水位線以上材料采用天然狀態(tài)參數(shù)，以下材料采用飽和狀態(tài)參數(shù)。

短暫暴雨工況假定地下水位上升至地表，所有材料均飽和。

荷載基本組合僅考慮自重+地下水壓力，暫不考慮加固力。

2.2.3計(jì)算結(jié)果

1—1,2—2剖面計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 1—1,2—2剖面計(jì)算安全系數(shù)匯總表

2.2.4計(jì)算結(jié)果分析

由表2看出，2—2剖面在無支護(hù)條件下短暫工況計(jì)算安全系數(shù)小于允許安全系數(shù)，需增加支護(hù)。

邊坡采用C25錨桿(長(zhǎng)6 m，間排距3 m×3 m)支護(hù)，短暫工況計(jì)算安全系數(shù)分別為1.362(畢肖普法)和1.316(詹布法)，滿足設(shè)計(jì)要求。

2.3邊坡設(shè)計(jì)

第一級(jí)邊坡采用C25砂漿錨桿支護(hù)，長(zhǎng)7 m，間排距2 m×2 m，貼坡混凝土厚0.5 m；第二級(jí)、第三級(jí)邊坡采用C25砂漿錨桿支護(hù)，長(zhǎng)6 m，間排距3 m×3 m，坡面布置鋼筋混凝土框格梁。

3 洞身設(shè)計(jì)

總長(zhǎng)1 690 m，城門洞型，凈斷面8 m×8.8 m(寬×高)。洞口高程259.90 m，安裝場(chǎng)側(cè)高程175.90 m，平均坡度5%，轉(zhuǎn)彎段洞中心線半徑均為100 m。

3.1地質(zhì)條件

洞身段上覆巖體厚度80 m～340 m，主要為混合片麻巖、二長(zhǎng)片麻巖和角閃巖，巖體呈塊狀～次塊狀結(jié)構(gòu)，總體較完整，局部完整性差。圍巖類別主要為Ⅱ類，局部Ⅲ類，斷層破碎帶為Ⅳ類。多位于地下水位線以下，需加強(qiáng)抽排水措施。

3.2支護(hù)設(shè)計(jì)

洞口設(shè)2排C28鎖口錨桿，長(zhǎng)8 m，間排距1 m×1 m。

根據(jù)《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》設(shè)計(jì)。

進(jìn)洞段 Ⅳ 類圍巖支護(hù)型式：DN42×4@300 mm小導(dǎo)管超前支護(hù)，長(zhǎng)4 m；預(yù)噴C30素混凝土厚0.05 m；鋼格柵，間距0.75 m；C25砂漿錨桿@1.2×1.5 m，長(zhǎng)4.5 m；掛網(wǎng)噴C30混凝土厚0.25 m；鋼筋混凝土襯砌厚0.5 m。

洞內(nèi)段Ⅳ類圍巖支護(hù)型式：C25砂漿錨桿@1.2×1.5 m，長(zhǎng)4.5 m；掛網(wǎng)噴C30混凝土厚0.1 m；鋼筋混凝土襯砌厚0.4 m。

Ⅲ類圍巖支護(hù)型式：C22砂漿錨桿@1.5×1.5 m，長(zhǎng)3 m；噴C30混凝土厚0.1 m，隨機(jī)掛網(wǎng)。

Ⅱ類圍巖支護(hù)型式：C22隨機(jī)砂漿錨桿，長(zhǎng)3 m；噴C30混凝土厚0.1 m，隨機(jī)掛網(wǎng)。

3.3排水設(shè)計(jì)

根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》設(shè)計(jì)。

設(shè)φ50排水孔，長(zhǎng)3 m，每個(gè)斷面布設(shè)6個(gè)排水孔，間排距3 m×6 m(洞向)。

無襯砌段，排水孔內(nèi)插0.2 m長(zhǎng)DN40 PVC排水花管，管身和內(nèi)端頭用土工布包裹，孔口用速凝水泥砂漿封堵，排水孔通過三通和環(huán)向DN50軟式排水管接入排水溝，軟式排水管在噴混凝土內(nèi)。

有襯砌段，襯砌混凝土抗?jié)B等級(jí)為W8，排水孔的接引同無襯砌段，設(shè)置1.2 mm厚EVA復(fù)合防水板，環(huán)向排水管末端通過DN100縱向排水盲管連通。每12 m～15 m設(shè)1道結(jié)構(gòu)縫，縫內(nèi)設(shè)紫銅片止水。

3.4路面設(shè)計(jì)

根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)。

路面混凝土強(qiáng)度等級(jí)為R5.0，采用C15墊層混凝土找平。一期混凝土厚0.18 m，二期混凝土厚0.12 m，其余設(shè)計(jì)與規(guī)范一致。

4 施工過程

2015年7月15日～2015年11月17日完成洞口土石方明挖及支護(hù)施工，2015年11月18日～2016年10月31日完成洞挖及支護(hù)施工，2016年11月1日～2017年7月31日完成襯砌混凝土施工，2017年8月31日具備移交條件。

4.1進(jìn)洞段支護(hù)調(diào)整

根據(jù)地質(zhì)情況，鋼格柵調(diào)整為鋼拱架，間距調(diào)整為0.5 m。注漿小導(dǎo)管排距調(diào)整為1.5 m，系統(tǒng)錨桿排距調(diào)整為1.0 m。

4.2Ⅲ類偏差圍巖段支護(hù)型式調(diào)整

Ⅲ類偏差圍巖段增加鋼筋拱肋支護(hù)。每片鋼筋拱肋由3C25@150 mm主筋與C16@300 mm分布筋焊接而成，錨桿端頭彎折0.15 m，與分布筋焊接。間距(0.5 m～1.5 m)根據(jù)圍巖情況由地質(zhì)工程師現(xiàn)場(chǎng)確定，系統(tǒng)錨桿排距與鋼筋拱肋間距保持一致。

4.3岔洞口洞壁半徑調(diào)整

為滿足鋼管運(yùn)輸?shù)囊螅?號(hào)、7號(hào)施工支洞岔洞口洞壁半徑由原設(shè)計(jì)的5 m調(diào)整為30 m。

為滿足機(jī)電設(shè)備運(yùn)輸?shù)囊?，主變進(jìn)風(fēng)洞岔洞口洞壁半徑由原設(shè)計(jì)的5 m調(diào)整為20 m。

4.4回車場(chǎng)開挖寬度調(diào)整

根據(jù)《水電工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，為滿足消防車回車的要求，回車場(chǎng)開挖寬度由原設(shè)計(jì)的13 m調(diào)整為16 m(凈寬15 m)。

4.5襯砌混凝土強(qiáng)度等級(jí)調(diào)整

根據(jù)《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，進(jìn)廠交通洞使用年限為100年，襯砌混凝土強(qiáng)度等級(jí)由C25調(diào)整為C30。

4.6滲水處理

在集中滲水處施工排水孔(φ50、深1.0 m，下同)，孔口內(nèi)插DN40、長(zhǎng)0.3 m聚乙烯軟管，管尾部采用DN50軟式排水管引流至排水溝內(nèi)。頂拱條帶狀及面狀滲水處施工@1.2×1.2 m系統(tǒng)排水孔，側(cè)墻施工隨機(jī)排水孔，并設(shè)置環(huán)向軟式透水管，軟式透水管外設(shè)置EVA復(fù)合防水板，防水板外分層設(shè)置鋼絲網(wǎng)和鋼筋網(wǎng)并采用鋼筋拱肋固定。

5 結(jié)語

安徽金寨抽水蓄能電站進(jìn)廠交通洞設(shè)計(jì)歷時(shí)一年，施工超過兩年，筆者經(jīng)歷了設(shè)計(jì)和施工的全過程，主要結(jié)論如下：

1)洞口邊坡設(shè)計(jì)根據(jù)地形、地質(zhì)條件進(jìn)行了大量的調(diào)整，需結(jié)合邊坡穩(wěn)定計(jì)算確定邊坡的位置、開挖坡比和支護(hù)型式；

2)進(jìn)洞段地質(zhì)條件較差，對(duì)原支護(hù)型式進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證了安全和施工進(jìn)度；

3)涉及8個(gè)專業(yè)的會(huì)簽，需要了解其他專業(yè)的知識(shí)，盡量避免考慮不周導(dǎo)致的施工階段的調(diào)整；

4)洞身設(shè)計(jì)涉及到交通行業(yè)的規(guī)范較多，應(yīng)全面了解為宜；

5)洞身排水孔有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。

[1] GB 50330—2013,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2] DL/T 5353—2006,水電水利工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] NB 35047—2015,水電工程水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB 50086—2015,巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范[S].

[5] GB 50108—2008,地下工程防水技術(shù)規(guī)范[S].

[6] JTG D40—2011,公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7] JTG D20—2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[8] GB 50872—2014,水電工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[9] GB 50199—2013,水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[10] GB 50010—2010,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

AccesstunneldesignofAnhuiJinzhaiPumpedStoragePowerStation

SunShengli

(PowerChinaHuadongEngineeringCorporation,Hangzhou311122,China)

The access tunnel slope of Anhui Jinzhai Pumped Storage Power Station is calculated and analyzed by using Slide software, introducing the slope support design, tunnel body support, drainage, pavement design and modification for some specific problems during construction, which has certain reference value for similar projects.

access tunnel, Slide, design, modification

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孫勝利(1982- )，男，碩士，工程師

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